DE3413081A1 - METHOD FOR SELECTIVE SEPARATION AND CONCENTRATION OF GALLIUM AND / OR INDIUM FROM SOLUTIONS WITH A LOW CONTENT OF THESE METALS AND A HIGH CONTENT OF OTHER METAL IONS - Google Patents
METHOD FOR SELECTIVE SEPARATION AND CONCENTRATION OF GALLIUM AND / OR INDIUM FROM SOLUTIONS WITH A LOW CONTENT OF THESE METALS AND A HIGH CONTENT OF OTHER METAL IONSInfo
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Description
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein wirksames Verfahren zur selektiven Abtrennung und Konzentrierung von Gallium und/oder Indium aus Lösungen mit einem niedrigen Gehalt an Gallium und/oder Indium und einem hohen Gehalt an Salzen von anderen Metallen.The invention relates to an effective method for selective Separation and concentration of gallium and / or indium from solutions with a low content of gallium and / or indium and a high content of salts of other metals.
Gallium oder Indium ist in Schlamm, Schlick oder Flüssigkeiten, die bei verschiedenen Verfahren zum Schmelzen von Metallen und anderen chemischen Behandlungsverfahren anfallen, in niedrigen Konzentrationen enthalten. Derartige Schlamm- oder Schlickprodukte bzw. Flüssigkeiten stellen wichtige Quellen für Gallium oder Indium dar. Sie enthalten jedoch im allgemeinen sehr geringe Konzentrationen an Gallium oder Indium, während der Gehalt an anderen Metallen, wie Fe, Al, Zn, As und Na, relativ hoch ist.Gallium or indium is found in mud, silt, or liquids that are used in various processes for melting Metals and other chemical treatment processes, contained in low concentrations. Such Sludge or silt products or liquids are important sources of gallium or indium. They contain but generally very low concentrations of gallium or indium, while the content of other metals, like Fe, Al, Zn, As and Na, is relatively high.
Herkömmlicherweise werden Gallium oder Indium aus derartigen Schlamm- oder Schlickprodukten durch Lösungsmittelextraktion gewonnen. Für die Lösungsmittelextraktion wird eine Flüssigkeit mit einem niedrigen Gehalt an Gallium und/oder Indium eingesetzt, die dadurch erhalten wird, dass man die Schlamm- oder Schlickprodukte mit einer Säure löst. Es wurden Verfahren zur Herstellung von Gallium- und/oder Indiumkonzentraten durch Flüssig-flüssig-Extraktion mit organischen Lösungsmitteln, wie Isopropyläther, Tributylphosphat, Methylisobutylketon und tertiäre, gesättigte Fettsäuren, vorgeschlagen« Die Verwendung von Isopropyläther, Tributylphosphat oder Methylisobutylketon stellt ein wirksames Verfahren zur selektiven Extraktion von Gallium und/oder Indium dar. Um die wässrige PhaseConventionally, gallium or indium are made from such sludge or silt products by solvent extraction won. A liquid with a low gallium content is used for solvent extraction and / or indium is used, which is obtained by treating the sludge or silt products with an acid solves. There have been processes for the production of gallium and / or indium concentrates by liquid-liquid extraction with organic solvents such as isopropyl ether, tributyl phosphate, methyl isobutyl ketone and tertiary, saturated Fatty acids, suggested «The use of isopropyl ether, tributyl phosphate, or methyl isobutyl ketone represents an effective method for the selective extraction of gallium and / or indium. Around the aqueous phase
-δι für die Extraktion zu erhalten, ist jedoch eine hohe HCl-Konzentration erforderlich. Ferner haben die verwendeten Lösungsmittel, insbesondere Isopropyläther und Methylisobutylketon nur eine geringe Lebensdauer, da sie sich in grossen· Mengen in der wässrigen Phase lösen. Das andere Verfahren unter Verwendung von tertiären, gesättigten Fettsäuren ist weniger kostspielig (billiges Lösungsmittel) und kann mit relativ verschiedenartigen Typen von Säuren und bei relativ weiten Bereichen an Gallium- oder Indiumkonzentrationen durchgeführt werden. Jedoch ist bei diesem Verfahren erreichte prozentuale Extraktion sehr gering, wenn die Verfahrensbedingungen in bezug auf die Art und die Konzentration der in der wässrigen Phase neben Gallium oder Indium enthaltenen Metallsalze nicht günstig sind.-δι to get for the extraction, however, is a high concentration of HCl necessary. Furthermore, the solvents used, in particular isopropyl ether and methyl isobutyl ketone only a short service life, since they dissolve in large quantities in the aqueous phase. The other Process using tertiary, saturated fatty acids is less expensive (cheap solvent) and can with relatively different types of acids and at relatively wide ranges of gallium or indium concentrations be performed. However, the percentage extraction achieved with this method is very low, if the process conditions are related to the nature and concentration of those in the aqueous phase besides gallium or metal salts containing indium are not favorable.
Ferner besteht bei sämtlichen Verfahren der Lösungsmittelextraktion die Schwierigkeit, dass das Lösungsmittel in der restlichen Flüssigkeit in Form von Flüssigkeitströpfchen aufgenommen oder gelöst wird.There is also solvent extraction in all processes the difficulty that the solvent in the remaining liquid in the form of liquid droplets is recorded or released.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein grosstechnisch durchführbares Verfahren zur selektiven Abtrennung und Konzentrierung
von Gallium und/oder Indium aus Lösungen, die niedrige Konzentrationen an Gallium und/oder Indium und relativ
hohe Konzentrationen an Salzen von anderen Metallen enthalten, bereitzustellen, wobei eine Lösungsmittelextraktion
unterbleibt. Im Rahmen verschiedener Untersuchungen zur Lösung dieser Aufgabe wurde erfindungsgemäss ein grosstechnisch
mit Erfolg durchführbares Verfahren zur selektiven Gewinnung von Gallium und/oder Indium aus Flüssigkeiten,
die nicht nur Gallium oder Indium, sondern auch verschiedene andere Metalle enthalten, aufgefunden. Das
erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man
- eine Gallium und/oder Indium enthaltende Lösung über ein Bett eines chelatbildenden Ionenaustauscherharzes mit
Aminocarbonsäuregruppen entweder unmittelbar oder nachThe object of the invention is to provide a process that can be carried out on an industrial scale for the selective separation and concentration of gallium and / or indium from solutions which contain low concentrations of gallium and / or indium and relatively high concentrations of salts of other metals, solvent extraction being omitted . In the course of various investigations to solve this problem, a method for the selective extraction of gallium and / or indium from liquids which contain not only gallium or indium but also various other metals has been found according to the invention, which can be carried out successfully on an industrial scale. The inventive method is characterized in that one
a solution containing gallium and / or indium over a bed of a chelating ion exchange resin with aminocarboxylic acid groups either immediately or after
Einstellung des pH-Werts auf 1,0 bis 4,0 leitet, wobei diese Lösung neben Gallium und Indium andere Metallionen in Konzentrationen von mindestens der 10-fachen Konzentration an Gallium und/oder Indium enthält,Adjustment of the pH value to 1.0 to 4.0 conducts, this solution besides gallium and indium other metal ions contains at least 10 times the concentration of gallium and / or indium,
- die Metallionen vom Harz durch Elution mit einer Mineralsäure desorbiert,- the metal ions from the resin by elution with a mineral acid desorbed,
- den pH-Wert des Eluats auf 1,0 bis 4,0 einstellt, 10- adjusts the pH of the eluate to 1.0 to 4.0, 10
- das so eingestellte Eluat über ein Bett eines chelatbildenden Ionenaustauscherharzes mit Aminocarbonsäuregruppen leitet und- the eluate so adjusted over a bed of a chelating agent Ion exchange resin with aminocarboxylic acid groups conducts and
- die am Harz befindlichen Materialien mit einer Mineralsäure eluiert, wodurch man ein Eluat erhält, in dem Gallium und/oder Indium in konzentrierter Form vorliegen.- The materials on the resin are eluted with a mineral acid, thus obtaining an eluate in which Gallium and / or indium are present in concentrated form.
Erfindungsgemäss können Gallium und/oder Indium, die in einer Lösung in geringen oder sehr geringen Mengen vorliegen, wobei diese Lösung daneben relativ hohe Konzentrationen an Salzen von anderen Metallen enthält, in konzentrierter Form abgetrennt werden, indem man ein lonenaustauscherharz verwendet. Erfindungsgemäss wird zur selektiven Gewinnung von kleinen oder sehr kleinen Mengen an Gallium und/oder Indium aus Schlick, Schlamm oder Flüssigkeiten, die in grossen Mengen bei verschiedenen Verfahren zum Schmelzen von Metallen oder bei anderen chemischen Behandlungsverfahren anfallen, die Verwendung eines lonenaustauscherharzes vorgeschlagen. Da bisher kein wirksames Verfahren zur selektiven Gewinnung von Gallium und/oder Indium aus bei Schmelzverfahren anfallenden Schlamm- oder Schlickprodukten oder aus von Ionenaustauscherharzen abströmenden Flüssigkeiten zur Verfügung stand, stellt das erfindungsgemässe Verfahren eine wertvolle neue, grosstechnisch verwertbareAccording to the invention, gallium and / or indium, which in a solution are present in small or very small amounts, this solution also having relatively high concentrations containing salts of other metals, can be separated in concentrated form by using an ion exchange resin used. According to the invention for the selective recovery of small or very small amounts of gallium and / or Indium from silt, sludge or liquids, which are used in large quantities in various processes for melting of metals or other chemical treatment processes, the use of an ion exchange resin suggested. Since so far there has been no effective method for the selective extraction of gallium and / or indium from smelting processes accumulating sludge or silt products or from liquids flowing off from ion exchange resins was available, provides the method according to the invention a valuable new one that can be used on a large scale
Technik zur selektiven Gewinnung von Gallium und/oder ,Indium dar.Technology for the selective extraction of gallium and / or , Indium.
Die Erfindung beruht auf dem Befund, dass Chelatharze, die durch Vernetzen einer phenolischen Verbindung der FormelThe invention is based on the finding that chelate resins, that by crosslinking a phenolic compound of the formula
OHOH
CHCH 22 NN
(MOOCH2C) 2NH2C -T^Sp CH 2 (MOOCH 2 C) 2 NH 2 C -T ^ Sp CH 2
R1 R2 R 1 R 2
in der M ein Alkalimetall oder Wasserstoff bedeutet und R., und Rp jeweils Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeuten, eines Phenols und eines Aldehyds hergestellt worden sind, die Fähigkeit haben, vor-in which M is an alkali metal or hydrogen and R., and Rp are each hydrogen or alkyl radicals with 1 to 3 carbon atoms mean, a phenol and an aldehyde have been produced, have the ability to pre-
.,. wiegend Gallium und/oder Indium, die in kleinen oder sehr kleinen Mengen in Lösungen, die daneben recht hohe Konzentrationen an anderen Metallionen aufweisen,enthalten sind, zu adsorbieren. Das chelatbildende Harz an sich ist bekannt und in der JA-OS 121241/79 als Ionenaustauscherharz.,. predominantly gallium and / or indium, which are in small or very large small amounts are contained in solutions that also have very high concentrations of other metal ions, to adsorb. The chelating resin is known per se and in JA-OS 121241/79 as an ion exchange resin
on beschrieben, mit dem die Konzentration an Fe-Ionen in sauren galvanischen Zinkbädern verringert werden kann. Ein entsprechendes Produkt wird von UNITIKA, LTD. unter der Handelsbezeichnung "UNICELLEX UR-50" vertrieben. on , with which the concentration of Fe ions in acidic galvanic zinc baths can be reduced. A corresponding product is offered by UNITIKA, LTD. sold under the trade name "UNICELLEX UR-50".
_,. In Fig. 1 ist für ein Chelatharz der Durchschlagpunkt gegen die Zufuhr einer reduzierenden Lösung von eingestelltem pH-Wert mit einem hohen Gehalt an Zn, Fe und Al und einem niedrigen Gehalt an Ga und In aufgetragen._ ,. In Fig. 1, the breakdown point for a chelate resin is against the supply of a reducing solution of adjusted pH value with a high content of Zn, Fe and Al and low in Ga and In.
In Fig. 2 ist für ein Chelatharz der Durchschlagpunkt gegen die Zufuhr eines reduzierenden Eluats von eingestelltem pH-Wert dargestellt.In Fig. 2, the breakdown point against the supply of a reducing eluate is set for a chelate resin pH value shown.
In Fig. 3 sind die Ga- und In-Konzentrationen in einem durch Behandlung mit 2 η HCl erhaltenen Eluat dargestellt.In Fig. 3 the Ga and In concentrations are in one shown by treatment with 2η HCl eluate.
I υ w ν ιI υ w ν ι
Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens werden die Adsorptions- und Elutionszyklen vorzugsweise unter Verwendung von mindestens 2 mit dem vorstehend aufgeführten, chelatbildenden lonenaustauscherharz gepackten Säulen wiederholt. Bei der gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren zu behandelnden Lösung handelt es sich um eine grosstechnisch gewonnene Lösung mit niedrigen Gallium- und/oder Indiumkonzentrationen, die daneben auch andere Metallionen in Konzentrationen von mindestens der 10-fachen Konzentration an Gallium und/oder Indium enthalten. Beispiele für derartige Lösungen sind Auslaugelösungen, die bei Zinkschmelzverfahren anfallen, und saure Lösungen, die durch Lösen von Aluminium-Schlamm- oder Schlickprodukten gebildet werden. Insbesondere eignet sich das erfindungsgemässe Verfahren zur Behandlung von grosstechnisch erhaltenen Lösungen, die pro 1000 ml Lösung 0,001 bis 1,0 g Gallium und/oder Indium und pro 1000 ml Lösung 2 bis 70 g oder mehr an Fe, Al, Zn, As, Na und anderen Metallionen, unabhängig voneinander oder in Kombination, enthalten. Insbesondere enthält .die gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren zu behandelnde Lösung pro 1000 ml 0,01 bis 1 g Gallium und/oder Indium bei Gegenwart von etwa (jeweils pro 1000 ml) etwa 5 bis 50 g Zink, 5 bis 30 g Eisen und 5 bis 40 g Aluminium. Vorzugsweise wird diese Lösung zunächst auf einen pH-Wert von 1,0 bis 4,0 und.ins-1 besondere von 2,0 bis 3,0 eingestellt. Enthält die Lösung Eisen(Ill)-ionen, werden diese durch Behandlung mit einem Reduktionsmittel, wie Schwefeldioxidgas oder Natriumbisulfit zu Eisen(II)-ionen reduziert. Die so behandelte Lösung wird sodann über eine mit dem chelatbildenden lonenaustauscherharz der vorstehend beschriebenen Art gepackte Säule mit einer Raumgeschwindigkeit von nicht mehr als 5,0 und insbesondere von 0,5 bis 1,5 geleitet. Durch diese erste Passage durch die Ionenaustauschersäule werden nur Gallium und/oder Indium vorwiegend an dem chelatbildenden Ionenaustauscherharz adsorbiert. Der Kontakt der Lösung mit dem Ionenaustauscherhanz erfolgt typischerweise beiIn practicing the process of the present invention, the adsorption and elution cycles are preferably repeated using at least 2 columns packed with the chelating ion exchange resin listed above. The solution to be treated according to the method according to the invention is an industrially obtained solution with low gallium and / or indium concentrations, which also contain other metal ions in concentrations of at least 10 times the concentration of gallium and / or indium. Examples of such solutions are leach solutions, which arise in zinc smelting processes, and acidic solutions, which are formed by dissolving aluminum sludge or silt products. The method according to the invention is particularly suitable for the treatment of large-scale solutions which contain 0.001 to 1.0 g of gallium and / or indium per 1000 ml of solution and 2 to 70 g or more of Fe, Al, Zn, As, Na per 1000 ml of solution and other metal ions, independently or in combination. In particular, the solution to be treated according to the process according to the invention contains 0.01 to 1 g gallium and / or indium per 1000 ml in the presence of about (in each case per 1000 ml) about 5 to 50 g zinc, 5 to 30 g iron and 5 to 40 g aluminum. Preferably, this solution is first adjusted to a pH of 1.0 to 4.0 1 und.ins- particular from 2.0 to 3.0. If the solution contains iron (III) ions, these are reduced to iron (II) ions by treatment with a reducing agent such as sulfur dioxide gas or sodium bisulfite. The solution thus treated is then passed through a column packed with the chelating ion exchange resin of the type described above at a space velocity of not more than 5.0 and in particular from 0.5 to 1.5. As a result of this first passage through the ion exchange column, only gallium and / or indium are predominantly adsorbed on the chelating ion exchange resin. The contact of the solution with the ion exchanger typically takes place at
Temperaturen von 10 bis 500C und vorzugsweise von 35 bis 45°CTemperatures of 10 to 50 0 C and preferably from 35 to 45 ° C
Eine Lösung von Schwefelsäure mit einem geringen oder sehr geringen Gehalt an Gallium und/oder Indium und einem Gehalt an jeweils 10 bis 20 g Zink, Eisen und Aluminium pro 1000 ml wurde auf den pH-Wert 2,8 eingestellt. Diese Lösung wurde zur Aufrechterhaltung ihrer reduzierenden Natur mit Natriumhydrogensulfit versetzt und anschliessend mit einer Raumgeschwindigkeit von 1,0 über ein chelatbildendes lonenaustauscherharz mit Aminocarbonsäuregruppen gegeben. Der erhaltene Kurvenverlauf bei Auftragung von Flüssigkeitszufuhr gegen Durchschlagpunkt ist in Fig. 1 dargestellt, aus der hervorgeht, dass Gallium und/oder Indium, die in geringen Konzentrationen in einer Lösung zusammen mit hohen Konzentrationan an anderen Metallen vorliegen, unter den angegebenen Bedingungen selektiv am Ionenaustauscherharz adsorbiert werden.A solution of sulfuric acid with a low or very low content of gallium and / or indium and a content 10 to 20 g of zinc, iron and aluminum per 1000 ml were adjusted to pH 2.8. This solution was to maintain its reducing nature mixed with sodium hydrogen sulfite and then with a 1.0 space velocity over a chelating ion exchange resin given with aminocarboxylic acid groups. The curve shape obtained when plotting fluid supply against the breakdown point is shown in Fig. 1, from which it can be seen that gallium and / or indium, which in low concentrations in a solution together with high concentrations of other metals, among the specified conditions are selectively adsorbed on the ion exchange resin.
Gallium und/oder Indium kann leicht von dem Harz desorbiert werden, indem man es mit einer Mineralsäure, wie Schwefelsäure oder Salzsäure, eluiert. Die Konzentration der als Elutionsmittel verwendeten Schwefelsäure beträgt im allgemeinen 1 bis 6 η und vorzugsweise 3 bis 4 n. Die Salzsäurekonzentration beträgt im allgemeinen 1 bis 6 η und vorzugsweise 2 bis 3 n. Bei diesem Elutionsschritt erhält man als Eluat eine Lösung mit einem Gehalt an 0,01 bis 10 g Gallium und/oder Indium pro 1000 ml und geringen Konzentrationen an anderen Metallionen.Gallium and / or indium can easily be desorbed from the resin by eluting it with a mineral acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid. The concentration of the als Sulfuric acid used as the eluent is generally 1 to 6 n and preferably 3 to 4 n. The hydrochloric acid concentration is generally 1 to 6 η and preferably 2 to 3 n. In this elution step, as is obtained Eluate a solution with a content of 0.01 to 10 g gallium and / or indium per 1000 ml and low concentrations on other metal ions.
Wie bei der ersten Adsorptionsstufe wird dieses Eluat auf einen pH-Wert von 1,0 bis 4,0 und vorzugsweise von 2,0 bis 3,0 eingestellt und gegebenenfalls mit einem Reduktionsmittel behandelt, um eine Umwandlung von Eisen(III)-ionen zu Eisen(Il)-ionen zu erreichen. Das so behandelte Eluat wird über ein Bett (d.h. eine mit dem Bett gepackte Säule)As with the first adsorption stage, this eluate is adjusted to a pH of from 1.0 to 4.0 and preferably from 2.0 to 3.0 adjusted and optionally treated with a reducing agent to convert iron (III) ions to achieve iron (II) ions. The eluate treated in this way is over a bed (i.e. a column packed with the bed)
-ιοί eines chelatbildenden Ionenaustauscherharzes mit Aminocarbonsäuregruppen (wobei es sich um den gleichen Harztyp wie bei der ersten Adsorptionsstufe handelt) geleitet. Bei dieser Passage beträgt die Raumgeschwindigkeit nicht mehr als B 5jO und vorzugsweise 1,0 bis 3,0» Bei dieser zweiten Adsorptionsstufe werden Gallium und/oder Indium selektiv am Harz adsorbiert. Der Kontakt des Eluats mit dem Ionenaustauscherharzes erfolgt typischerweise bei einer Tempera-10 -ιοί a chelating ion exchange resin with aminocarboxylic acid groups (which is the same type of resin as the first stage adsorption). At this 1st passage, the space velocity is no more than B 50 and preferably 1.0 to 3.0 »in this second adsorption stage gallium and / or indium are selectively adsorbed on the resin. The contact of the eluate with the ion exchange resin typically occurs at a tempera 10
tür von.10 bis 500C und insbesondere von 20 bis 300C.door from 10 to 50 0 C and in particular from 20 to 30 0 C.
Das bei dem in Fig. 1 dargestellten Versuch erhaltene Eluat wurde auf einen pH-Wert von 2,8 eingestellt und über ein Bett eines chelatbildenden Ionenaustauscherharzes mit Aminocarbonsäuregruppen in einer Raumgeschwindigkeit von 2,0 gegeben. Der erhaltene Kurvenverlauf bei Auftragen von zugeführtem Eluat gegen den Durchschlagpünkt ist in Fig. 2 dargestellt. HieThe eluate obtained in the experiment shown in FIG was adjusted to pH 2.8 and over a bed of chelating ion exchange resin with aminocarboxylic acid groups given at a space velocity of 2.0. The course of the curve obtained when the eluate supplied is applied against the breakdown point is shown in FIG. Here
aus geht hervor, dass Gallium und/oder Indium unter den angegebenen Bedingungen selektiv am lonenaustauscherharz adsorbiert werden.from it emerges that gallium and / or indium are among the specified conditions are selectively adsorbed on the ion exchange resin.
Wie bei der auf die erste Adsorptionsstufe folgenden EIutionsstufe lassen sich Gallium und/oder Indium vom Harz leicht durch Elution mit einer Mineralsäure, wie Schwefelsäure oder Salzsäure, desorbieren. Bei Verwendung von Schwefelsäure beträgt die Konzentration im allgemeinen 1 bis 6 η und vorzugsweise 3 bis 4 n. Bei Verwendung von Salzsäure beträgt die Konzentration im allgemeinen 1 bis 6n und vorzugsweise 2 bis 3 n. Hierbei lässt sich ein Eluat mit einer sehr hohen Konzentration an Gallium und/oder Indium (0,1 bis 50 g/1000 ml) erhalten. Das Eluat erhält nur geringe oder sehr geringe Mengen an anderen Metallionen und stellt ein Konzentrat von Gallium und/oder Indium dar. Fig. 3 zeigt eine Elutionskurve, die erhalten wurde, wenn Gallium und/oder Indium vom lonenaustauscherharz durch Elution mit 2 η HCl desorbiert wurde.As in the elution stage following the first adsorption stage Gallium and / or indium can be easily removed from the resin by elution with a mineral acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid, desorb. When using sulfuric acid, the concentration is generally 1 to 6 η and preferably 3 to 4 n. If hydrochloric acid is used, the concentration is generally 1 to 6n and preferably 2 to 3 n. An eluate with a very high concentration of gallium and / or Obtained indium (0.1 to 50 g / 1000 ml). The eluate contains only small or very small amounts of other metal ions and represents a concentrate of gallium and / or indium. FIG. 3 shows an elution curve which was obtained when gallium and / or indium has been desorbed from the ion exchange resin by elution with 2η HCl.
Die nachstehenden Beispiele erläutern die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens, stellen jedoch keine Beschränkung dar.The following examples explain the advantages of the process according to the invention, but do not represent any restriction represent.
Gallium und Indium wurden selektiv aus einer beim Zinkschmelzen angefallenen Auslaugelösung (Schwefelsäurelösung) gewonnen. Diese Lösung wies die in Tabelle I angegebeneGallium and indium were selectively obtained from a leaching solution (sulfuric acid solution) that occurred during zinc smelting. won. This solution had that given in Table I.
Zusammensetzung auf.
10Composition on.
10
Tabelle I Zusammensetzung der Auslaugelösung (g/1000 ml) Table I Composition of the leaching solution (g / 1000 ml)
200approximately
200
100approximately
100
100approximately
100
2020th
Konzentration der jeweiligen Ionen-Concentration of the respective ion
relativer Gehalt = relative salary =
Konzentration an Ga in der Auslaugelösung Concentration of Ga in the leach solution
6 Liter der Auslaugelösung wurden mit einem Alkalireagens auf den pH-Wert 2,8 eingestellt. Nach Zugabe von Natriumhydrogensulfit zur Aufrechterhaltung der reduzierenden Natur wurde die Auslaugelösung über eine mit 1,2 Liter UNICELLEX-UR-50 (chelatbildendes Ionenaustauscherharz der UNITIKA, LTD., gepackte Säule gegeben. Die Raumgeschwindigkeit der Zufuhr betrug 1,0. Man erhielt 6 Liter einer ausströmenden Lösung der in Tabelle II angegebenen Zusammensetzung .6 liters of the leach solution was adjusted to pH 2.8 with an alkali reagent. After adding sodium hydrogen sulfite to maintain the reducing nature, the leach solution was made over a 1.2 liter UNICELLEX-UR-50 (chelating ion exchange resin from UNITIKA, LTD., Packed column. The feed space velocity was 1.0. 6 liters were obtained effluent solution of the composition given in Table II.
Tabelle IITable II
Zusammensetzung der abströmenden Lösung (g/1000 ml)Composition of the outflowing solution (g / 1000 ml)
Die Tabelle II zeigt, dass durch die erste Passage über eine mit einem Ionenaustauscherharz gepackte Säule praktisch das gesamte in der Auslaugelösung vorhandene Gallium und Indium am Harz adsorbiert werden konnten, während der überwiegende Teil an Zn, Al und Fe in die abströmende Lösung gelangte, ohne am Harz adsorbiert zu werden.Table II shows that the first pass through a column packed with an ion exchange resin was practical all of the gallium and indium present in the leach solution could be adsorbed on the resin during the The majority of Zn, Al and Fe got into the flowing solution without being adsorbed on the resin.
Das Harz wurde sodann mit 3 η Schwefelsäure eluiert. Man erhielt 4,8 Liter Eluat. Die Zusammensetzung des Eluats ist in Tabelle III angegeben.The resin was then eluted with 3 η sulfuric acid. Man received 4.8 liters of eluate. The composition of the eluate is given in Table III.
Tabelle III Zusammensetzung des Eluats (g/1000 ml)Table III Composition of the eluate (g / 1000 ml)
Das Eluat wurde mit einem Alkalireagens auf den pH-Wert 2,8 eingestellt. Um die reduzierende Natur des Eluats aufrecht zu erhalten, wurde Natriumhydrogensulfit zugesetzt, wodurch sich die in Tabelle IV angegebene Zusammensetzung ergab. Das so behandelte Eluat wurde über eine mit 60 ml UNICELLEX UR-50 (chelatbildendes Harz der UNITIKA, LTD.) gepackte Säule geleitet. Die Raumgeschwindigkeit der Zufuhr betrug 1,0. Die erhaltene abströmende Lösung wiesThe eluate was adjusted to pH 2.8 with an alkali reagent. To maintain the reducing nature of the eluate Sodium bisulfite was added to obtain the composition shown in Table IV revealed. The eluate treated in this way was passed through a 60 ml UNICELLEX UR-50 (chelating resin from UNITIKA, LTD.) packed column passed. The feed space velocity was 1.0. The resulting effluent solution showed
die in Tabelle V angegebene Zusammensetzung auf. 30the composition given in Table V. 30th
Zusammensetzung des neutralisierten Eluats (g/1000 ml) Composition of the neutralized eluate (g / 1000 ml)
3413Ub3413Ub
- 13 Tabelle V- 13 Table V
Tabelle V zeigt, dass durch die zweite Passage über ein Ionenaustauscherharz fast das gesamte Gallium und Indium, das im Eluat von der ersten Säule vorhanden war, am Harz adsorbiert werden konnte, aber der überwiegende Teil an Zn, Al und Fe in die abströmende Flüssigkeit gelangte, ohne am Harz adsorbiert zu werden.Table V shows that through the second passage over an ion exchange resin, almost all of the gallium and indium, that was present in the eluate from the first column, on the resin could be adsorbed, but the majority of Zn, Al and Fe got into the flowing liquid without to be adsorbed on the resin.
Das Harzbett wurde mit 2 η Salzsäure eluiert. Man erhielt 120 ml eines Eluats (Ga- und In-Konzentrat). Die Zusammensetzung des Eluats ist in Tabelle VI angegeben. "The resin bed was eluted with 2 η hydrochloric acid. 120 ml of an eluate (Ga and In concentrate) were obtained. The composition of the eluate is given in Table VI. "
Tabelle VITable VI
Zusammensetzung des Ga/In-Konzentrats (g/1000 ml)Composition of the Ga / In concentrate (g / 1000 ml)
verhältnis*Concentration
relationship*
Konzentration einer speziellen Ionen-Concentration of a special ionic
* Konzentrations- _ art im Konzentrat * Type of concentration in the concentrate
30 verhältnis30 ratio
Konzentration einer speziellen Ionen· art im neutralisierten EluatConcentration of a special type of ion in the neutralized eluate
Aus den vorstehenden Werten geht hervor, dass es nach dem erfindungsgemässen Verfahren möglich war, ein Ga- und In-Konzentrat in hohen Ausbeuten aus einer beim Zinkschmelzen erhaltenen Auslaugelösung zu gewinnen. Die Ausbeuten betrugen 100 Prozent für Gallium und 92 Prozent! für Indium.It can be seen from the above values that it was possible using the method according to the invention to produce a Ga and In concentrate to be obtained in high yields from a leaching solution obtained during zinc smelting. The yields were 100 percent for gallium and 92 percent! for indium.
-Ht-Beispiel 2 |.: -Ht- Example 2 |. :
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Abänderung, dass ein von der ersten Harzsäule erhaltenes Eluat der in Tabelle III angegebenen Zusammensetzung über die zweite Harzsäule geleitet wurde. Diese zweite Säule wurde sodann mit 3 η Schwefelsäure anstelle von 2 η Salzsäure eluiert. Als Eluat (120 ml) erhielt man ein Ga/In-Konzentrat der in Tabelle VII angegebenen Zusammensetzung.The procedure of Example 1 was repeated with the modification, that an eluate obtained from the first resin column of the composition shown in Table III over the second resin column was passed. This second column was then treated with 3 η sulfuric acid instead of 2 η hydrochloric acid eluted. A Ga / In concentrate of the composition given in Table VII was obtained as the eluate (120 ml).
Ib, c absolute salary
Ib
verhältnisConcentration
relationship
Auch hier wurden im endgültigen Konzentrat hohe Ausbeuten an Ga und In in der Höhe von 95 bzw. 82 Prozent erhalten.Again, high yields of Ga and In of 95 and 82 percent, respectively, were obtained in the final concentrate.
Beispiel 3
25 Example 3
25th
In diesem Beispiel wurde Gallium selektiv aus einem aluminiumreichen Schlamm, der eine geringe Menge an Gallium enthielt, gewonnen.In this example, gallium was selectively made from an aluminum-rich one Sludge containing a small amount of gallium was obtained.
n Der galliumhaltige, aluminiumreiche' Schlamm wurde mit Schwefelsäure gelöst, einer pH-Einstellung unterzogen und mit einem Reduktionsmittel vermischt. Man erhielt eine Lösung der in Tabelle VIII angegebenen Zusammensetzung. n The 'aluminum-rich' sludge containing gallium was dissolved with sulfuric acid, subjected to pH adjustment and mixed with a reducing agent. A solution of the composition given in Table VIII was obtained.
- 15 -- 15 -
Tabelle VIII Zusammensetzung der zugeführten Lösung (g/1000 ml)Table VIII Composition of the supplied solution (g / 1000 ml)
4500approximately
4500
2000approximately
2000
200approximately
200
50approximately
50
relativer Gehalt =relative salary =
Konzentration der speziellen Ionen· art in der Lösung Concentration of the special type of ion in the solution
Konzentration an Ga in der LösungConcentration of Ga in the solution
Die in Tabelle VIII angegebene Lösung wurde über eine mit UNICELLEX UR-50 (chelatbildendes Ionenaustauscherharz der UNITIKA, LTD.)" gepackte Säule geleitet. Die Raumgeschwindigkeit der Zufuhr betrug 1,0. Die erhaltene abströmende Lösung wies die in Tabelle IX angegebene Zusammensetzung auf.The solution given in Table VIII was applied to a UNICELLEX UR-50 (chelating ion exchange resin from UNITIKA, LTD.) "Packed column. The space velocity of the feed was 1.0. The effluent solution obtained had the composition given in Table IX.
Tabelle IX Zusammensetzung der abströmenden Lösung (g/1000 ml) Table IX Composition of the effluent solution (g / 1000 ml)
Aus Tabelle IX geht hervor, dass die abströmende Lösung im wesentlichen frei an Gallium war, während fast der gesamte Gehalt an Al, Na, As und Fe in die abströmende Lösung gelangte, ohne am Harz adsorbiert zu werden.From Table IX it can be seen that the effluent solution was essentially free of gallium while almost the The entire content of Al, Na, As and Fe got into the flowing solution without being adsorbed on the resin.
Die Ga-Ionen wurden sodann vom Harz durch Elution mit Schwefelsäure desorbiert. Das erhaltene Eluat wies die in Tabelle X angegebene Zusammensetzung auf.The Ga ions were then eluted from the resin with Sulfuric acid desorbed. The eluate obtained had the composition given in Table X.
Tabelle X Zusammensetzung des Eluats (g/1000 ml)Table X Composition of the eluate (g / 1000 ml)
-10 Der pH-Wert des Eluats wurde durch ein Alkalireagens eingestellt. Sodann wurde die reduzierende Natur des Eluats durch Zusatz eines Reduktionsmittels sichergestellt. Ansohliessend wurde das Eluat über eine mit UNICELLEX UR-50 (chelatbildendes Ionenaustauscherharz der UNITIKA, LTD.) .,- gepackte Säule geleitet. Die Raumgeschwindigkeit der Zufuhr betrug 1,0. Die Zusammensetzung der von der Säule abströmenden Lösung ist in Tabelle XI angegeben.- 10 The pH of the eluate was adjusted with an alkali reagent. The reducing nature of the eluate was then ensured by adding a reducing agent. The eluate was then passed through a column packed with UNICELLEX UR-50 (chelating ion exchange resin from UNITIKA, LTD.). The feed space velocity was 1.0. The composition of the solution flowing off the column is given in Table XI.
Tabelle XI Zusammensetzung der abströmenden Lösung (g/1000 ml)Table XI Composition of the outflowing solution (g / 1000 ml)
. .
Ga Al Na As FeGa Al Na As Fe
^0,001 2,15 1,24 £0,005 0,04^ 0.001 2.15 1.24 £ 0.005 0.04
Die Ga-Ionen wurden sodann vom Harz durch Elution mit Salzsäure desorbiert. Das erhaltene Eluat (Ga-Konzentrat) wies die in Tabelle XII angegebene Zusammensetzung auf.The Ga ions were then removed from the resin by eluting with hydrochloric acid desorbed. The eluate obtained (Ga concentrate) had the composition given in Table XII.
Tabelle XII Zusammensetzung des Ga-Konzentrats (g/1000 ml)Table XII Composition of the Ga concentrate (g / 1000 ml)
verhältnis *Concentration
relationship *
Konzentration der speziellen Ionen- * Konzentrations- _ art im Ga-Konzentrat Concentration of the special ion * concentration type in the Ga concentrate
ν θ γ* ΙίΜ -L t η i s ""*ν θ γ * ΙίΜ -L t η i s "" *
Konzentration der speziellen Ionenart im Eluat (Tabelle X)Concentration of the special ion type in the eluate (Table X)
Aus Tabelle XII geht hervor, dass es nach dem erfindungsgemässen Verfahren möglich war, Gallium vollständig und selektiv aus dem mit H SO, gelösten aluminiumreichenFrom Table XII it can be seen that it was possible by the method according to the invention, gallium completely and selectively from the aluminum-rich dissolved with H SO
Schlamm zu gewinnen. 10To win mud. 10
Gemäss diesem Beispiel wurde Indium selektiv aus einer Lösung, die in einem Schmelztiegel für Nichteisenmetall anfiel und die in Tabelle XIII angegebene Zusammensetzung hatte, gewonnen.According to this example, indium was selectively made from a Solution that was obtained in a crucible for non-ferrous metal and the composition given in Table XIII had won.
Zusammensetzung der Zn, Cd und Ni enthaltenden LösungComposition of the solution containing Zn, Cd and Ni
(g/1000 ml)(g / 1000 ml)
Konzentration der speziellen Ionen· * relativer Gehalt = Concentration of the special ions · * relative content =
Konzentration an In in der LösungConcentration of In in the solution
Die in Tabelle XIII angegebene Lösung wurde gemäss Beispiel 3 behandelt, wodurch man ein Eluat der in Tabelle XIV angegebenen Zusammensetzung und ein In-Konzentrat der in Tabelle -XV angegebenen Zusammensetzung erhielt.The solution given in Table XIII was treated according to Example 3, resulting in an eluate as shown in Table XIV specified composition and an in-concentrate of obtained composition given in Table -XV.
Tabelle XIV Zusammensetzung des Eluats (g/1000 ml)Table XIV Composition of the eluate (g / 1000 ml)
Zusammensetzung des In-Konzentrats (g/1000 ml) Composition of the in-concentrate (g / 1 000 ml)
1 O, c absolute salary
1 O
verhältnis*Concentration
relationship*
Konzentration der speziellen Ionen- * Konzentrations-._ ,art im In-Konzentrat Concentration of the special ion * concentration -._, type in the in concentrate
verhältnis Konzentration der speziellen Ionenart im Eluat
25ratio concentration of the special ion type in the eluate
25th
Tabelle XV zeigt, dass es nach dem erfindungsgemässen Verfahren möglich war, Indium aus einer Lösung mit einem hohen Gehalt an Zn, Cd und Ni in einer Ausbeute von 95 ProzentTable XV shows that according to the inventive method was possible to obtain indium from a solution with a high content of Zn, Cd and Ni in a yield of 95 percent
zu gewinnen.
30to win.
30th
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DEA-13 903
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Representative=s name: STREHL, P., DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING. SCHUEBE |
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